Ce rapport d’analyse est un des livrables de l’étude cartographique menée par la direction Bretagne de l’Office Français de la Biodiversité ; il a vocation à présenter certains résultats et des pistes d’analyse des caractéristiques et logiques d’implantation des plans d’eau en Bretagne et Pays de la Loire.

L’ensemble des livrables et données associées à cette étude sont récapitulés au chapitre 6 de ce rapport.

1 Caractéristiques générales des surfaces élémentaires de plans d’eau

Dans ce document, sont considérés comme synonymes les termes surfaces élémentaires de plans d’eau et plans d’eau.

Point de vigilance : les surfaces élémentaires de plans d’eau définies dans la BD Topage peuvent être contigües et constituer un seul et même plan d’eau dans la réalité (une à plusieurs parties permanentes ainsi qu’une à plusieurs parties intermitentes). Ce cas de figure reste minoritaire en nombre, mais tend notamment à biaiser les analyses associées à la superficie des plans d’eau, particulièrement pour les plans d’eau des “masses d’eau plans d’eau” qui peuvent être morcelés en plusieurs surfaces élémentaires de plans d’eau.

Pour plus d’informations sur les surfaces élémentaires se référer au dictionnaire des données de la BD Topage.

La zone d’étude comprend les régions Bretagne et Pays de la Loire ainsi que les territoires des Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE) limitrophes. Ce territoire peut également être intitulé “Bretagne et Pays de la Loire élargis” dans ce document. Cette zone couvre 995 masses d’eau et 3 054 communes :

Cette zone d’étude comporte 208 593 surfaces élémentaires de plans d’eau dont 177 421 sont situées en Bretagne et Pays de la Loire (soit 85% du jeu de données).

1.1 Différentes catégories de surfaces élémentaires de plans d’eau

Il est possible d’identifier plusieurs catégories de surfaces élémentaires de plans d’eau, qu’il conviendra par la suite de distinguer dans les analyses réalisées :

  • Persistance de la Surface élémentaire : degré de persistance de l’écoulement en eau ; peut-être permanent, intermittent ou inconnue. Les surfaces élémentaires de plans d’eau qualifiées d’intermittentes se rencontrent fréquemment sur les parties marnantes de grands plans d’eau, notamment des masses d’eau plans d’eau comme le Lac de Grand-Lieu ; certains petits plans d’eau isolés peuvent également être qualifiés d’intermittents. Par soucis de clarté dans la représeantation des données, les surfaces élémentaires dont la persistance est inconnue sont soustraites aux analyses ayant trait à ce paramètre (seulement 13 surfaces élémentaires sur la zone d’étude).

  • Surface élémentaire “Mare” : surface élémentaire de plan d’eau de moins de 500m² qui n’est pas directement connectée au réseau hydrographique et dont le type n’est pas un bassin de pisciculture, une gravière, une retenue de plan d’eau ou un réservoir.

  • Surface élémentaire “en zone de marais” : surface élémentaire de plan d’eau située en zone de marais, telle que retenue dans le cadre de l’étude (numérisation à partir du scan25, IGN).

Pour plus d’informations sur les modalités de construction, se référer aux métadonnées de la couche des surfaces élémentaires de plan d’eau

Voici la répartition des surfaces élémentaires de plans d’eau selon leur appartenance ou non à l’une de ces catégories dans la zone d’étude :

On dénombre, sur la zone d’étude, un total de 208 593 surfaces élémentaires de plans d’eau, parmi lesquelles :

  • 161 815 sont qualifiées comme permanentes (78%),
  • 49 836 sont assimilées à des mares (24%),
  • 19 362 sont dénombrées en zone de marais (9%).

Certains plans d’eau peuvent cumuler plusieurs catégories. La catégorie la plus représentée concerne les plans d’eau permanents, n’étant ni des mares, ni situés en zone de marais, avec 112 251 surfaces élémentaires de plans d’eau (soit 54% de l’ensemble).

Les densités de plans d’eau en zones de marais étant plus élevées qu’ailleurs (11.1 surfaces élémentaires de plans d’eau / km² de marais et une densité surfacique de 6%), certains calculs de densité excluent ces zones.

Synthèse par échelle de territoire :

Territoire Superficie (km²) Superficie de marais retenue (km²) Nombre total de plans d’eau Densité de plans d’eau par Km² Nombre de plans d’eau (hors mares et marais) Densité de plans d’eau par Km² (hors mares et marais) Nombre de mares (hors marais) Densité de mares par Km² (hors marais)
Zone d’étude 74056 1739 208593 2.82 143790 1.99 45441 0.63
Bretagne et Pays-de-la-Loire 59805 1700 177421 2.97 121529 2.09 36615 0.63
Bretagne 27446 144 45880 1.67 39034 1.43 6642 0.24
Pays-de-la-Loire 32359 1556 131541 4.07 82495 2.68 29973 0.97
Côtes-d’Armor 6975 0 7728 1.11 6656 0.95 1072 0.15
Finistère 6768 0 7748 1.14 6688 0.99 1060 0.16
Ille-et-Vilaine 6832 141 18516 2.71 15583 2.33 2746 0.41
Loire-Atlantique 6993 524 28922 4.14 17230 2.66 5958 0.92
Maine-et-Loire 7161 0 28561 3.99 20829 2.91 7732 1.08
Mayenne 5208 0 16617 3.19 13375 2.57 3242 0.62
Morbihan 6872 4 11888 1.73 10107 1.47 1764 0.26
Sarthe 6238 0 21864 3.50 14608 2.34 7256 1.16
Vendée 6759 1032 35577 5.26 16453 2.87 5785 1.01

A noter que les densités “hors marais” sont calculées en déduisant de la superficie du territoire, la superficie retenue en zone de marais.

1.2 Sur zones humides, sur cours, sur nappe, sur source …

Plusieurs modes d’alimentation en eau des plans d’eau sont possibles :

  • Surface élémentaire “en zone humide” : surface élémentaire de plan d’eau qui intersecte une zone humide identifiée dans la couche seuillée de pré-localisation des zones humides (MNHN, probabilité de présence supérieure à 0).

  • Surface élémentaire “sur nappe” : surface élémentaire de plan d’eau qui intersecte avec les zones d’alluvions et la plupart des zones de colluvions de la BD CHARM (BRGM).

  • Surface élémentaire “sur cours” : surface élémentaire de plan d’eau qui intersecte le linéaire hydroagraphique de la BD Topage (IGN, OFB).

  • Surface élémentaire “sur source” : surface élémentaire de plan d’eau située à 50m maximum d’une source identifiée dans les nœuds hydrographiques de la BD Topage (IGN, OFB).

Pour plus d’informations sur les modalités de construction, se référer aux métadonnées de la couche des surfaces élémentaires de plan d’eau

Voici la répartition des surfaces élémentaires de plans d’eau hors mares et marais selon leur lien avec le réseau hydrographique (mode d’alimentation en eau) :

On dénombre, sur la zone d’étude, un total de 143 790 surfaces élémentaires de plans d’eau (soit 69%), qui sont hors mares, marais, parmi lesquelles :

  • 76% (soit 109 552) sont implantées en zone humide ;
  • 51% (soit 73 981), sont dites « connectées » au réseau hydrographique puisque situées soit directement sur cours d’eau, soit à proximité d’une source de cours d’eau, soit sur la nappe associée au cours d’eau (indépendamment de leur présence ou non en zone humide).

Parmi ces surfaces élémentaires de plans d’eau connectées (hors mares et marais) :

  • 39% (soit 29 123) sont implantées directement sur cours d’eau ;
  • seulement 2% (soit 1 778) cumulent les trois types d’alimentation en eau, à savoir sur cours, sur nappe et sur source.

La proportion de surfaces élémentaires de plans d’eau connectées varie peu selon les départements, entre un maximum de 64% dans le Morbihan et un minimum de 44% en Loire-Atlantique (en raison notamment du fait que les zones de marais ont été exclues de ce calcul, alors qu’elles sont densément équipées en surfaces élémentaires de plans d’eau).

Enfin, seulement 19% (soit 27 771) ne sont ni sur zone humide, ni connectées au réseau hydrographique.

Synthèse par échelle de territoire :

Emprise Nombre total de plans d’eau (hors mares et marais) Nombre de plans d’eau en zone humide % en zone humide Nombre de plans d’eau connectés % connecte Nombre de plans d’eau sur nappe % sur nappe Nombre de plans d’eau sur cours % sur cours Nombre de plans d’eau sur source % sur source
Zone d’étude 143790 109552 76.19 73981 51.45 52711 36.66 29123 20.25 15845 11.02
Bretagne et Pays-de-la-Loire 121529 94301 77.60 64093 52.74 46865 38.56 24495 20.16 13664 11.24
Pays-de-la-Loire 82495 61739 74.84 41104 49.83 31132 37.74 14604 17.70 8527 10.34
Bretagne 39034 32562 83.42 22989 58.89 15733 40.31 9891 25.34 5137 13.16
Côtes d’Armor 6656 5235 78.65 3752 56.37 2319 34.84 1842 27.67 910 13.67
Finistère 6688 5052 75.54 3663 54.77 2870 42.91 1475 22.05 746 11.15
Ille et Vilaine 15583 13920 89.33 9153 58.74 6494 41.67 3511 22.53 1899 12.19
Loire Atlantique 17230 13798 80.08 7604 44.13 5602 32.51 2359 13.69 1734 10.06
Mayenne 13375 9706 72.57 7796 58.29 5103 38.15 3792 28.35 1897 14.18
Morbihan 10107 8355 82.67 6421 63.53 4050 40.07 3063 30.31 1582 15.65
Sarthe 14608 11219 76.80 7938 54.34 6550 44.84 1887 12.92 1209 8.28
Vendée 16453 11740 71.35 8025 48.78 6545 39.78 3244 19.72 1752 10.65

1.3 Superficie des surfaces élémentaires de plans d’eau

A l’échelle de la zone d’étude, la distribution de la superficie des 208 593 surfaces élémentaires de plans d’eau est la suivante (échelle log), le choix a été fait de distinguer les superficies selon la persistance du plan d’eau (sauf 13 entités de persistance inconnue) :

La superficie moyenne est de 2 890m² et la superficie médiane de 656m².

  • 42% des surfaces élémentaires ont une superficie inférieure ou égale à 500 m² ;
  • 20% des surfaces élémentaires ont une superficie comprise entre 500 m² et 1000 m² (exclu) ;
  • 38% des surfaces élémentaires ont une superficie supérieure ou égale à 1000 m².

La répartition par percentile des surfaces élémentaires de plans d’eau de la zone d’étude, en fonction de leur superficie, est la suivante :

.
10% 173.316
25% 292.175
50% 655.760
75% 1785.910
90% 4766.981

1.4 Surfaces élémentaires de plans d’eau et réseau hydrographique

1.4.1 Distance au plus proche cours d’eau

La distance moyenne au plus proche cours d’eau est de 181m et la distance médiane de 45m.

  • 33% des surfaces élémentaires de plans d’eau sont situées à 10m ou moins d’un cours d’eau (dont 79% permanentes et 21% intermittentes) ;
  • 48% sont situées à 35m ou moins d’un cours d’eau ;
  • 59% sont situées à 100m ou moins d’un cours d’eau ;
  • seulement 1% sont situées à plus d’un kilomètre d’un cours d’eau.

La répartition par percentile des surfaces élémentaires de plans d’eau de la zone d’étude, en fonction de la distance au plus proche cours d’eau, est la suivante :

.
10% 0.000000
25% 6.012708
50% 44.760544
75% 236.069662
90% 462.020281

1.4.2 Distance à la source la plus proche

La distance moyenne à la source la plus proche est de 458m et la distance médiane de 367m.

  • 18% des surfaces élémentaires de plans d’eau de la zone d’étude sont situés à 100m ou moins d’une source.

La répartition par percentile des surfaces élémentaires de plans d’eau de la zone d’étude, en fonction de la distance à la source la plus proche, est la suivante :

.
10% 31.5544
25% 156.7540
50% 367.4978
75% 622.9758
90% 910.6835

1.4.3 Ordination de Strahler du plus proche cours d’eau

1.4.3.1 Nombre de plans d’eau par rang de Strahler du plus proche cours d’eau

Nous avons apparié le rang de Strahler du plus proche cours d’eau de chaque surface élémentaire de plans d’eau (qu’il soit sur cours ou non) afin d’étudier la répartition des surfaces élémentaires de plans d’eau selon l’arborescence du linéaire hydrographique.

Il y a 161 796 surfaces élémentaires de plans d’eau qui sont situées en rang 1 ou 2 de Strahler que l’on peut donc considérer comme étant situées en “tête de bassin versant”, ce qui représente 78% de l’ensemble des surfaces élémentaires de plans d’eau (dont 76% en rang 1).

1.4.3.2 Densité linéaire de plans d’eau par rang de Strahler du plus proche cours d’eau

Il nous a paru intéressant d’affiner cette première distribution en proposant une représentation par densité linéaire, qui consiste à diviser le nombre de surfaces élémentaires de plans d’eau par le linéaire cumulé de chacun des rangs de strahler de la zone d’étude.

Le nombre de surfaces élémentaires de plans d’eau proches d’un rang 1 ramené au linéaire total de cours d’eau de rang 1 dans la zone d’étude est bien supérieur à celui des autres rangs (2.4 surfaces élémentaires de plans d’eau par km de cours d’eau de rang 1, contre 1.5 plans d’eau par km de cours d’eau de rang 2 pour atteindre 0.5 plans d’eau par km de cours d’eau de rang 8).

1.4.4 Linéaire hydrographique intercepté par des plans d’eau

Le linéaire hydrographique intercepté par les plans d’eau rend compte du fait que les plans d’eau sur cours ont été implantés en lieu et place de cours d’eau préexistants.

Il y a 33 250 surfaces élémentaires de plans d’eau sur la zone d’étude qui sont considérées sur cours et interceptent l’écoulement naturel d’un cours d’eau, soit 16% de l’ensemble des surfaces élémentaires de plans d’eau. Voici, pour ces plans d’eau, la distribution de la longueur de linéaire intercepté :

Pour ces plans d’eau dits “sur cours”, la longueur moyenne de linéaire hydrographique interceptée est de 112m et la longueur médiane 54m.

1.4.5 Proportion du linéaire hydrographique du bassin versant des masses d’eau intercepté par des plans d’eau

Nous avons ici calculé la proportion du linéaire de réseau hydrographique intercepté par un plan d’eau par rapport au linéaire total du bassin versant de la masse d’eau.

Voici la répartition des masses d’eau selon le taux d’interception de leur linéaire hydrographique :

Le taux d’interception des cours d’eau par les plans d’eau est logiquement plus important pour les masses d’eau plans d’eau, constituées la plupart du temps par de grandes retenues en barrage provoquant l’ennoiement plus ou moins étendu du bassin versant amont et de son chevelu de cours d’eau.

La proportion moyenne de linéaire hydrographique interceptée hors masses d’eau plan d’eau est de 3% et la proportion médiane 2%.

La répartition par percentile des bassins versant de masses d’eau, en fonction de la proportion de leur linéaire hydrographique intercepté par un plan d’eau, est la suivante :

.
10% 0.4760754
25% 1.0818346
50% 2.3971059
75% 4.2926324
90% 7.0386571

2 Implantation des surfaces élémentaires de plans d’eau et lithologie

2.1 Classes lithologiques simplifiées de la zone d’étude

Voici la carte lithologique simplifiée de la zone d’étude (ⒸBRGM).

Synthèse par classe lithologique :

Lithologie simplifiée Superficie (km²) Proportion de surface (%) Superficie de marais retenue (km²) Nombre total de plans d’eau Densité numérique en plans d’eau par km² Nombre de plans d’eau hors mares et marais Densité numérique en plans d’eau hors mares et marais par km²
Argiles 6562 9.0 1 21134 3.22 15270 2.33
Basaltes et rhyolites 1323 1.8 0 3621 2.74 2608 1.97
Calcaires, marne et gypse 8234 11.2 16 15926 1.93 11034 1.34
Craies 5937 8.1 0 17501 2.95 12535 2.11
Gneiss 5273 7.2 85 15505 2.94 10512 2.03
Granites 13302 18.2 32 34821 2.62 26872 2.02
Micaschistes 2581 3.5 27 7906 3.06 5841 2.29
Ophiolites 45 0.1 10 172 3.80 76 2.14
Sables 3150 4.3 1157 22452 7.13 5565 2.79
Schistes et grès 26854 36.7 143 69555 2.59 53477 2.00

Les densités “hors marais” sont calculées en déduisant de la superficie du territoire considérée, la superficie retenue en zone de marais.

Points de vigilance : La classe lithologique des « ophiolites » concerne seulement 0,1% de la zone d’étude, et le cumul des classes « Basaltes et Rhyolithes », « Micaschistes » et « Sables » n’atteint pas 10% de la superficie de la zone d’étude.

2.2 Densités de plans d’eau selon la lithologie simplifiée

Nous avons apparié par jointure spatiale la lithologie simplifiée aux surfaces élémentaires de plans d’eau.

Nous avons ainsi pu étudier la densité numérique de ces plans d’eau selon le type de lithologie simplifiée :

Ainsi que la densité surfacique de ces plans d’eau selon la lithologie simplifiée :

La classe lithologique dont les densités sont les plus fortes est le Sable. Toutefois, nous pouvons ici percevoir l’influence des zones de marais, dont le nombre de surfaces élémentaires est très important.

Nous avons donc recalculé ces densités, sans les surfaces élémentaires de plans d’eau situées en zone de marais (ni les mares) :

De même pour la densité surfacique :

Il ne semble pas y avoir d’implantation préférentielle des plans d’eau en fonction de la lithologie.

2.3 Superficie selon la lithologie

Nous avons écarté ici les mares et les marais pour étudier plus spécifiquement la répartition de la superficie des plans d’eau en fonction de leur lithologie.

Les caractéristiques de superficie des surfaces élémentaires de plans d’eau ne semblent pas corrélées aux classes lithologiques.

2.4 Persistance selon la lithologie

Nous avons enfin observé la proportion des types de persistance des surfaces élémentaires de plans d’eau en fonction des classes de lithologie simplifiée :

Ce résultat montre une forte proportion de plans d’eau intermittents dans la classe lithologique “Sables”, vraisemblablement liée aux zones de marais sur sable (cf. analyses précédentes).

3 Implantation des surfaces élémentaires de plans d’eau et types de masse d’eau

3.1 Types de masses d’eau de la zone d’étude

Ce chapitre présente une série d’analyses à l’échelle des masses d’eau, desquelles ont été exclues les masses d’eau plans d’eau :

Type de masse d’eau Nombre de masses d’eau Superficie (km²) Proportion de surface (%) Superficie de marais retenue (km²) Nombre total de plans d’eau Densité numérique en plans d’eau par km² Nombre de plans d’eau hors mares et marais Densité numérique en plans d’eau hors mares et marais par km²
cotiere 34 2506 3.5 179 13439 5.36 3719 1.60
cours deau 875 67760 93.6 1030 185391 2.74 134120 2.01
transition 31 2110 2.9 270 6330 3.00 3506 1.91

Les densités “hors marais” sont calculées en déduisant de la superficie du territoire considérée, la superficie retenue en zone de marais.

3.2 Densités de plans d’eau en fonction du type de masses d’eau

Nous avons ici étudié les densités de plans d’eau en fonction des types de masses d’eau :

On relève ici encore l’influence des secteurs de marais en zone côtière.

En effet, les marais, fortement équipés en plans d’eau, font augmenter la densité de plans d’eau des masses d’eau côtières. Ce biais est atténué dès lors qu’on retire les zones de marais de l’analyse. En se limitant aux plans d’eau hors mares et marais :

L’analyse de la densité numérique de plans d’eau en fonction du type de masse d’eau, en l’absence des mares et des marais, indique qu’il y a relativement plus de plans d’eau en masses d’eau “Cours d’eau” qu’en masses d’eau côtières ou de transition

3.3 Persistance selon le type de masse d’eau

Nous avons enfin observé la proportion des types de persistance des surfaces élémentaires de plans d’eau en fonction des types de masses d’eau :

Ce résultat montre une très forte proportion de plans d’eau intermittents dans les masses d’eau côtières, vraisemblablement liée aux zones de marais sur sable (cf. analyses précédentes).

4 Implantation des surfaces élémentaires de plans d’eau et Hydro-Eco-Régions (HER)

4.1 Les HER de niveau 2 de la zone d’étude

Nom de la HER Superficie au sein de la zone d’étude (km²) Proportion de surface de la zone d’étude (%) Superficie de marais retenue (km²) Nombre total de plans d’eau Densité numérique en plans d’eau par km² Nombre de plans d’eau hors mares et marais Densité numérique en plans d’eau hors mares et marais par km²
TC-aureole cretace 2182 3.0 0 1557 0.71 1160 0.53
Tables calcaires Sud Loire 1223 1.7 0 1671 1.37 1288 1.05
TC-Nord Loire-Perche 13883 18.8 0 40146 2.89 27821 2.00
MA-nord est 6400 8.7 45 14063 2.20 11479 1.81
MA-sud interieur 17400 23.6 873 86809 4.99 52132 3.15
MA-ouest 13327 18.1 0 15231 1.14 13217 0.99
TC - Charentes Poitou 2248 3.0 1031 4119 1.83 1427 1.17
MA-est interieur 12381 16.8 0 34885 2.82 28280 2.28
MA-cotes du nord 4759 6.4 131 8137 1.71 6954 1.50

MA = Massif Armoricain et TC = Tables calcaires. Les densités “hors marais” sont calculées en déduisant de la superficie du territoire considérée, la superficie retenue en zone de marais.

4.2 Densités de plans d’eau en fonction des HER

Nous avons ici étudié les densités de plans d’eau en fonction des différentes HER, pour leur partie contenue dans la zone d’étude :

En se limitant aux plans d’eau hors mares et marais :

Et les densités surfaciques :

En limitant aux plans d’eau hors mares et marais :

En conclusion, cette analyse montre que quel que soit le mode de filtrage des données (avec mares & marais ou bien sans mares & marais), et quel que soit le paramètre de densité utilisé (numérique ou surfacique), les plans d’eau sont nettement plus densément implantés au sein de deux hydro-éco-régions : le Massif Armoricain – sud intérieur (plus de 2 fois supérieur à la moyenne des densités), puis en seconde position le Massif Armoricain – est intérieur.

4.2.1 Superficie selon le type de HER

La répartition de la superficie des surfaces élémentaires de plans d’eau, en fonction de leur HER est la suivante :

4.2.2 Persistance selon le type de HER

Nous avons enfin observé la proportion des types de persistance des surfaces élémentaires de plans d’eau en fonction des types de HER :

Cette analyse ne dégage pas de différenciation particulière de persistance des plans d’eau entre les différentes hydro-éco-régions sur la zone d’étude.

5 L’implantation des surfaces élémentaires de plans d’eau est-elle corrélée à la “sévérité des étiages” ?

Dans un premier temps, nous avons estimé ce ratio à l’échelle des bassins versants des masses d’eau, en retenant pour ce calcul le ratio entre le plus fort débit d’étiage et le plus fort débit du module des cours d’eau de la masse d’eau (soit à l’exutoire du bassin versant de la masse d’eau) (cf. 4.1 à 4.4).

Dans un second temps, nous avons apparié chaque plan d’eau sur cours ou situé à moins de 10m d’un cours d’eau, avec les débits moyens QMNA5 et QA du cours d’eau correspondant, lorsque ces débits étaient disponibles (cf. 4.5).

Pour plus d’informations sur les débits moyens QMNA5 et QA issus de la Cartographie nationale consensuelle des débits moyens (modules) et des débits d’étiage (QMNA5) de l’INRAE.

5.1 “Sévérité des étiages” (ratio q5/qa) de la zone d’étude

Classe de ‘sévérité des étiages’ (ratio q5/qa) à l’exutoire de masses d’eau Nombre de masses d’eau Superficie (km²) Superficie retenue de marais (km²) Proportion de surface (%) Nombre total de plans d’eau Densité numérique en plans d’eau par km² Nombre de plans d’eau (hors mares et marais) Densité numérique en plans d’eau (hors mares et marais) par km²
<= 40ème 258 18097 713 24.7 79784 4.41 48945 2.82
Entre le 20ème et le 40ème 166 12836 539 17.5 34965 2.72 26170 2.13
Entre le 10ème et le 20ème 271 17870 32 24.4 38487 2.15 29556 1.66
> 10ème 288 24508 245 33.4 54127 2.21 39103 1.61

Les densités “hors marais” sont calculées en déduisant de la superficie du territoire considérée, la superficie retenue en zone de marais.

Voici la répartition des bassins versants des masses d’eau et des communes de la zone d’étude, en fonction du ratio entre leur plus fort débit d’étiage et leur plus fort débit de module (soit à l’exutoire du bassin versant pour les masses d’eau). Les résultats sont exprimés en échelle log, les territoires dont le débit de module est nul ou dont le débit d’étiage est nul ne sont donc pas représentés ici :

5.2 Densité en plans d’eau selon la “sévérité des étiages” du bassin versant des masses d’eau

5.2.1 Par classes de “sévérité d’étiage”

Nous avons calculé, à l’échelle du bassin versant des masses d’eau, les densités en plans d’eau en fonction de 4 principales classes de ratio de débits, à l’exutoire de ces masses d’eau :

  • QMNA5 inférieur au 1/40ème du module ;
  • QMNA5 entre 1/40ème et 1/20ème du module ;
  • QMNA5 entre 1/20ème et 1/10ème du module ;
  • QMNA5 supérieur au 1/10ème du module.

Comparativement, sans les mares et les marais :

Nous avons également calculé les densité surfaciques :

Et de même sans les mares et les marais :

5.2.2 Distribution des densités en plans d’eau du bassin versant des masses d’eau selon la “sévérité de leur étiage”

Il nous a paru intéressant d’approfondir la distribution des densités numériques et surfaciques en plans d’eau (hors mares et marais) du bassin-versant des masses d’eau en fonction de la sévérité de leurs étiages et d’en établir la droite de régression linéaire :

En conclusion, cette analyse montre que, quel que soit le mode de filtrage des données (avec mares et zones de marais ou bien sans mares et zones de marais), et quel que soit le paramètre de densité utilisé (numérique ou surfacique), on observe un gradient de densité décroissant entre les masses d’eau aux étiages prononcés qui s’avèrent très densément équipées en plans d’eau, vers les masses d’eau aux étiages peu marqués moins densément occupées par les plans d’eau.

Les masses d’eau à étiage le plus sévère (QMNA5 < 40éme module) sont 1,8 à 3 fois plus équipées en plans d’eau que les masses d’eau à étiage le moins marqué (QMNA5 > 10ème module).

5.2.3 Lien de corrélation statistique

Une analyse statistique du lien de corrélation entre la densité numérique en plans d’eau (hors mares et marais) et le ratio de débit (étiage et module) à l’exutoire du bassin versant des masses d’eau montre (pour les masses d’eau de type cours d’eau, dont la distance de cook est inférieure à 4/n) que :

  • “p-value” < 2.2e-16
  • “R² ajusté” = 0.1037

Il existe donc un lien significatif, de relation inverse, entre le ratio de débit et la densité numérique de plans d’eau : les bassins versant des masses d’eau dans lesquels les étiages sont les plus “sévères” sont également ceux qui statistiquement ont les densités numériques de plan d’eau les plus fortes.

Voici dans les documents suivants, les détails de ce calcul statistique :

## 
## Call:
## lm(formula = densite_pehm_hors_mares ~ ratio_q5_qa, data = bv_me_stat_q)
## 
## Residuals:
##      Min       1Q   Median       3Q      Max 
## -1.62929 -0.36127  0.07138  0.39909  1.17401 
## 
## Coefficients:
##              Estimate Std. Error  t value Pr(>|t|)    
## (Intercept) -26.83350    0.02839 -945.199   <2e-16 ***
## ratio_q5_qa  -2.91552    0.29563   -9.862   <2e-16 ***
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## Residual standard error: 0.537 on 831 degrees of freedom
## Multiple R-squared:  0.1048, Adjusted R-squared:  0.1037 
## F-statistic: 97.26 on 1 and 831 DF,  p-value: < 2.2e-16

5.3 Superficie des surfaces élémentaires de plans d’eau en fonction de la “sévérité des étiages” du bassin versant des masses d’eau

Pour les calculs suivants, nous avons apparié le ratio de débit à l’exutoire du bassin versant de la masse d’eau à l’ensemble des surfaces élémentaires de plan d’eau qu’elle comporte, afin de pouvoir étudier leurs superficies selon la sévérité des étiages de la masse d’eau.

Les superficies moyennes et médianes des plans d’eau, tendent à être plus importantes pour les masses d’eau à étiage les plus sévères comparées à celles des masses d’eau dont les étiages sont les moins marqués.

5.4 Persistance et “sévérité de l’étiage” du bassin versant de la masse d’eau

Nous avons enfin observé la proportion des types de persistance des surfaces élémentaires de plans d’eau en fonction de la “sévérité de l’étiage” du bassin versant de la masse d’eau :

Aucune corrélation ne semble se dégager entre persistance des plans d’eau et ratio de débits à l’échelle des masses d’eau de la zone d’étude.

5.5 Répartition des plans d’eau selon la “sévérité de l’étiage” au droit du plan d’eau

Voici maintenant la répartition des surfaces élémentaires de plans d’eau ayant pu bénéficier d’un appariement de valeurs de débits, en fonction de leur ratio Q5/Module.

Pour rappel, il s’agit uniquement des surfaces élémentaires de plans d’eau connectées au réseau hydrographique (connexion nappe, source ou cours d’eau) et situées à moins de 10m d’un tronçon de cours d’eau bénéficiant de valeurs de débits (dont une valeur de module non nulle).

L’échantillon comporte 30 593 surfaces élémentaires de plans d’eau (sur 33 250 considérées comme connectées), auxquelles il faut enlever 12 222 surfaces élémentaires de plans d’eau au droit desquelles le cours d’eau présente un QA moyen ou un débit d’étiage égal à zéro.

En écartant les mares et les marais :

Parmi 30 593 plans d’eau connectés ayant pu bénéficier d’un appariement de débit de cours d’eau (dont 4 871 mares et marais) :

  • 40% (soit 12 222 plans d’eau) présentent un débit d’étiage nul (non représentés sur les précédents graphiques) ;

  • 3% (soit 872 plans d’eau) présentent un débit de module nul (non représentés sur les précédents graphiques) ;

  • 50% (soit 15 431 plans d’eau) présentent un débit d’étiage inférieur au 1/40ème du débit du module ;

  • 13% (soit 3881 plans d’eau) un débit d’étiage entre le 40ème et le 20ème du débit du module ;

  • 15% (soit 4 558 plans d’eau) un débit d’étiage entre le 20ème et le 10ème du débit du module ;

  • 19% (soit 5 847 plans d’eau) un débit d’étiage supérieur au 10ème du débit du module.

Enfin, 40% de ces plans d’eau (soit 12 226 plans d’eau) sont alimentés par des cours d’eau où le QMNA5 estimé est inférieur ou égal à 1l/s, c’est-à-dire des cours d’eau probablement intermittents.

La répartition par percentile des surfaces élémentaires de plans d’eau de la zone d’étude (ayant pu bénéficier d’un appariement de valeurs de débits), en fonction de la ‘sévérité de leurs étiages’, est la suivante :

.
10% 0.0000000
25% 0.0000000
50% 0.0216760
75% 0.0810235
90% 0.1568627

6 Pour aller plus loin …

Différentes ressources sont accessibles depuis la plateforme de diffusion des données de l’OFB

6.1 Un document de présentation et cadre d’usage de l’étude

Un document de présentation des objectifs et de la notice d’usage de “l’étude de la pression des plans d’eau sur les milieux aquatiques en Bretagne et Pays de la Loire”.

6.2 Un projet SIG sur Qgis

Un projet SIG proposant une mise en forme valorisée de la donnée permet de restituer la production des différents indicateurs aux différentes échelles de territoires

6.3 Des données géographiques accessibles en flux

Les trois principales données géographiques élaborées dans le cadre de l’étude ainsi que leurs métadonnées :

6.4 Un atlas cartographique de la pression plan d’eau

Un atlas cartographique de l’étude a également été publié aux différentes échelles de territoires, mais n’est pour le moment pas accessible sur un dépôt public en raison de son volume, une solution est à l’étude.

Dans l’attente, il est donc diffusé, à la demande, à l’échelle du territoire d’intérêt :

6.5 Des données de synthèse

Un tableur de synthèse des indicateurs et densités numériques par territoire permet de consulter rapidement les principaux indicateurs de dénombrement et de densités numériques de surfaces élémentaires de plans d’eau aux différentes échelles de territoire.

6.6 Une plateforme Github

Cette étude a été réalisée à l’aide des logiciels Qgis et R. Le projet R réalisé pour cette étude est accessible depuis github.